第四节 三角形相似的判定
典型例题
例1、(上海市,2001)如图,在大小为4×4的正方形方格中,△ABC的顶点A、B、C在单位正方形的顶点上,请在图中画一个 △A1B1C1,使△A1B1C1∽△ABC(相似比不为1),且点A1、B1、C1都在单位正方形的顶点上.
分析:此题是一道开放题,满足条件的图形较多,不能盲目地去画图,关键要抓住图形的特征.
如∠ACB=135°,这样就容易解决.
解:如图,可知∠ABC=∠ ,
不妨设小正方形的边长为1个单位,
则 , ,
∴△A1B1C1∽△ABC.
∴ △A1B1C1即为所求.
说明:(1)此题答案有多种,通过本题加强对数学素质和数学能力培养;(2)解此题的关键是认真分析图形,找出切入点,利用所学的知识解决;(3)在判断三角形相似时,要灵活应用定理,如本题要用“两角对应相等,两三角形相似”则较难.
例2、如图,平行四边形ABCD中,G是BC延长线上一点,AG与BD交于点E,与DC交于F,则图中相似三角形共有_______对.
分析:图形中相似形较多,不能盲目的取找,先对相似形分类,再计算.
解:由条件可知:
(1) △ABD∽△CDB;
(2) △ABE∽△DFE;
(3) △AED∽△GEB;
(4) △ABG∽△FCG∽△FDA,可以组成3对相似三角形.
∴图形中一共有6对相似三角形.
说明:(1) 识图是一种思维训练,它也是能力的培养,在今后的解题中非常重要;(2)△ABG∽△FCG∽△FDA,三个相似的三角形,是怎样组成3对相似三角形?(它是一个组合问题)不妨设这三三角形为a、b、c,则它们可组成:ab、ac;bc.你看出其中的规律了吗?请你考虑4个、5个、……都相似三角形,可以组成多少对相似三角形.
例3、(河北省,2001)已知:如图,在正方形ABCD中,P是BC上的点,且BP=3PC,Q是CD的中点.
求证:△ADQ∽△QCP.
分析:要找出解决问题的切入点,现已知∠D=∠C=90°,而有很难找出第二个角对应相等,根据条件切入点在边的比,这样问题就解决了.
证明:在正方形ABCD中,
∵Q是CD的中点,
∴ .
∵ , ∴
又∵BC=2DQ,
∴ ,
在△ADQ和△QCP中, ,∠C=∠D=90°
∴△ADQ∽△QCP.
说明:解此题的关键是认真分析图形,找出切入点,利用所学的知识解决,灵活应用定理.
例4、在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D为AB边上一点,且CD⊥AB.
(1)求证: ;
(2)若△ABC为任意三角形,试问:在AB边上(不包括A、B两个顶点)是否仍存在一点D,使 ,若存在,请加以证明;若不存在,请说明理由.
分析:此题的(1)是基本问题,很容易证明,问题(2)虽是存在性问题.由 ,可知,在图形中是否存在点D,△ABC∽△ACD,需要分∠C>∠B与.∠C<∠B,进行分类讨论.
证明:(1)∵CD是Rt△ABC的高线,
∴Rt△ABC∽Rt△ACD,
∴
∴ .
解:(2)①当∠C>∠B时(如图1),存在,使∠1=∠B,则在AB边上点D,使 .
图1
证明:在△ABC和△ACD中,
∵ ∠1=∠B,∠A=∠A,
∴△ABC∽△ACD,
∴ , ∴ .
②当∠C<∠B时(如图2),满足条件的D点不存在.
图2
若存在点D使,(不包括A、B两个顶点),使 ,则 ,
又∵∠A=∠A,
∴△ABC∽△ACD,
∴∠1=∠B, 但∠1 <∠C<∠B.
∴满足条件的D点不存在.
说明:问题(1)是双垂直图形的重要结论,常常在证明和计算中应用;问题(2)是存在问题也好,分类讨论问题也好,其关键问题是对相似三角形的常见图形认识.
图3
如图3,在在△ABC和△ACD中
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